¿Qué es la electroquímica de David?
Después de que Volta inventara la llamada pila voltaica, la situación fue diferente. El trabajo de Volta no sólo abrió el camino para explorar la naturaleza de la electricidad (logrando logros brillantes tanto en la física teórica como en la industria), sino que también proporcionó herramientas innovadoras para descubrir nuevos elementos y explorar la naturaleza de los enlaces químicos.
Ahora nuestra historia vuelve a la química. Poco después de que Volta informara sus hallazgos a la Royal Society de Londres, David comenzó a pensar en cómo utilizar células voltaicas para resolver algunos problemas químicos. David, quizás mejor conocido por descubrir los elementos sodio y potasio, también inventó la lámpara de seguridad de los mineros. En 1800 él (junto con Young, cuyo trabajo se analizará en el capítulo 4 de esta parte) fue empleado por la Royal Institution, un laboratorio de investigación e institución educativa de reciente creación.
David David, reconocido como el fundador de la electroquímica, era el mayor de cinco hermanos. Nació en 1778, hijo de un tallador de madera en Texas, en la costa oeste de Cornwall, Inglaterra. En 1794, cuando el joven David tenía sólo 16 años, su padre murió y la carga de la familia recayó sobre su hijo mayor. David trabajó como aprendiz de un cirujano local durante un tiempo, pero a la edad de 19 años se interesó por la química experimental, la física y campos relacionados. En su libro Fundamentos de química, comenzó a examinar las ideas de Lavoisier y su esposa y llegó a algunas conclusiones revolucionarias. Al observar la fricción de los cubitos de hielo, afirmó que el calor no era un "fluido inconmensurable" como imaginaban la mayoría de los químicos, sino una forma de movimiento. Desafortunadamente, David era demasiado joven, un poco descuidado y demasiado confiado en sus resultados experimentales. Como resultado, la comunidad científica se ha mostrado bastante indiferente a sus ideas y, en general, se muestra escéptica. David estaba bastante decepcionado.
Pero en 1798, David se convirtió en asistente de Baydos (1760-1808), un consumado químico y médico especializado en tratamientos con gases. En el Bristol Gas Institute de Bedo, David se utilizó a sí mismo como conejillo de indias, como un conejillo de indias en un laboratorio. Preparó su propio óxido nitroso (también llamado óxido nitroso, más tarde muy utilizado por los dentistas) y un día inhaló 16 cuartos. Más tarde dijo que ese día estaba "completamente ebrio". Estudió los efectos fisiológicos de este gas y escribió un artículo detallado en 1799, por el que logró ganarse una reputación como químico [y gozó de una gran reputación entre celebridades, incluidos los dos poetas Samuel Taylor Coleridge, 1772-1834) y Wordsworth. (William Wordsworth, 1770-1850) visitó su laboratorio específicamente para apreciar el "efecto de intoxicación" que descubrió.
El artículo científico de David sobre el óxido nitroso llamó la atención de la leyenda estadounidense Earl Rumford. Debido a que consideraba el calor como una forma de movimiento, causó una considerable controversia a finales del siglo XVIII, ya que la mayoría de los químicos y físicos de la época creían que el calor era un fluido inconmensurable (es decir, ingrávido), llamado masa térmica. Aunque Rumford (originalmente conocido como Thompson) trabajaba para el gobierno bávaro en ese momento, planeaba establecer un instituto real en el Reino Unido para popularizar la ciencia y aplicar los resultados de los descubrimientos científicos a la vida diaria, el arte y la producción. Rumford contrató a David como su primer director de laboratorio, una gran oportunidad para el joven y prometedor químico.
David tuvo esta idea satisfactoria antes de dejar Bristol hacia Londres en 1800. Las pilas voltaicas producían electricidad mediante reacciones químicas, y pronto supuso que el efecto inverso también podría ser cierto, es decir, si la electricidad actuaba a su vez sobre compuestos y mezclas químicas, también se producirían reacciones químicas.
En los años siguientes, sin embargo, su trabajo en la Royal Academy de Londres le alejó del tema. Para ganar un poco de dinero, el instituto organizó una serie de conferencias de ciencias avanzadas. El carisma y la pasión de David lo convirtieron en uno de los oradores más populares de su tiempo.
Las manifestaciones eléctricas extrañas y los "euforizantes" inducidos por el óxido nitroso pueden atraer la atención de un público más amplio. ) tenía como objetivo, por un lado, promover la popularización de la ciencia y, por otro, garantizar unos ingresos regulares, pero al mismo tiempo el instituto también se centraba en las ciencias agrícolas, el curtido y la mineralogía. Los excelentes artículos de David sobre estos temas no sólo honraron al Instituto sino que también aumentaron su perfil.
En 1806, llegó la oportunidad de David. En sólo cinco semanas, completó 108 experimentos de electrólisis, utilizando electricidad para producir diversas reacciones químicas. Este año, en su informe a la Royal Society, "Sobre la mediación química de la electricidad", propuso una conexión teórica entre la electrólisis y la corriente eléctrica, explicando por primera vez las propiedades eléctricas de las reacciones químicas. Dijo que las sustancias se combinan químicamente porque los átomos se atraen eléctricamente entre sí.
David también creía que era posible utilizar la electricidad para descomponer compuestos químicos y separar elementos no descubiertos. Durante años, los científicos han estado estudiando varias sustancias: cal, óxido de magnesio, carbonato de potasio y otras. Todos parecen ser óxidos metálicos. Pero el oxígeno no se puede separar mediante calor ni ningún otro método imaginable. David hizo una predicción al final del informe, esperando que "nuevos métodos de descomposición nos lleven a descubrir los verdaderos elementos de la materia".
Para probar esta idea, David construyó una enorme batería, compuesta por más de 250 piezas de metal, que era mucho más resistente que una batería voltaica. Al año siguiente, experimentó con un pequeño trozo de carbonato de potasio ligeramente empapado (la ceniza en polvo de las plantas quemadas). Condujo un electrodo aislado desde el terminal negativo de la batería a un lado del bloque de carbonato de potasio y el electrodo positivo al otro lado. En ese momento, notó que el bloque de carbonato de potasio estaba "en un estado de vigorosa actividad". Los dos puntos de contacto del bloque de carbonato de potasio comienzan a fundirse y se libera gas de la superficie en contacto con el electrodo positivo. En otro punto de contacto, en lugar de liberar gas, comenzó a producir "gotitas con un alto brillo metálico", que se parecían un poco a las gotas de mercurio. Algunas emitían llamas brillantes y explotaban al quemarse. David supo inmediatamente que había descubierto un nuevo elemento al que llamó potasio. Como escribió su hermano John en una carta que describe el experimento, David "vio una gran cantidad de gotas de potasio emergiendo del carbonato de potasio que, al entrar en la atmósfera, se incendió. No pudo contener su alegría. , saltaba arriba y abajo en La habitación con entusiasmo, pero pronto se calmó y continuó el experimento." Unos días después, David usó el mismo método para tratar el agua carbonatada (ahora conocida como agua carbonatada). El hidróxido de sodio) experimentó y descubrió el sodio. Sus pensamientos fueron confirmados. Mientras tanto, en Estocolmo. Bezerius y sus colegas realizaban experimentos similares y mantenían correspondencia entre ellos. Bezerius descubrió que cuando aplicaba una corriente eléctrica a un compuesto de mercurio añadido a la cal o al suelo pesado, obtenía una amalgama o aleación, que era una combinación de otros metales y mercurio. Esto le dio a David otra revelación. A los pocos meses, David calentó violentamente la amalgama (y otras sustancias) descritas por Berzerius y, como resultado, el magnesio y el calcio se separaron de ella. El estroncio se aisló de un mineral que se encontró en un pueblo de Escocia, de ahí su nombre. El bario se aísla del suelo pesado. David es famoso por descubrir muchos elementos. En 1810, mientras probaba un gas verde llamado ácido hipocloroso, David descubrió un elemento al que llamó cloro (porque era verde).
1812 fue un año importante para David. En este año publicó "Principios de Filosofía Química". Pronto publicó más elementos para aplicaciones de químicos agrícolas. Por sus servicios, fue nombrado caballero en abril de 1812 y pronto se casó con Applese, una rica viuda escocesa. En 1813, fue nombrado profesor de la Real Academia y viajó a Europa, acompañado por su nueva esposa y su joven asistente recientemente elegido, Faraday. La historia de Faraday se desarrollará en detalle en la segunda mitad del siglo XIX. Aunque Gran Bretaña y Francia estaban en guerra en ese momento, como dijo David, "nunca habrá una guerra entre científicos". Napoleón acogió con agrado la visita de David. Durante este período, David y Faraday visitaron a muchos científicos famosos del continente europeo. Para Faraday, este viaje le brindó la oportunidad de apreciar la vanguardia de la ciencia.
En 1820, David se convirtió en presidente de la Royal Society y comenzó a estudiar métodos anticorrosión para cubiertas de fondos de cobre.
Pero su salud empezó a deteriorarse y vivió en Suiza durante mucho tiempo a partir de 1823 hasta su muerte a la edad de 51 años. Allí fue muy estimado y se le celebró un funeral de estado.
Es el año 1829. Para la química acaba de comenzar un nuevo siglo. Quedaban por delante nuevos desafíos: seleccionar una gran cantidad de elementos nuevos, seguir buscando más elementos nuevos y descubrir un gran grupo de moléculas unidas al carbono. Pronto se producirán avances en todas estas áreas.